JP4155251B2

JP4155251B2 - Fuel injection nozzle

Info

Publication number: JP4155251B2
Application number: JP2004255124A
Authority: JP
Inventors: 義明西島
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-09-02
Filing date: 2004-09-02
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2024-09-02
Also published as: JP2006070802A

Description

本発明は、内燃機関（エンジン）に燃料を噴射供給する燃料噴射弁に用いられる燃料噴射ノズルに関する。 The present invention relates to a fuel injection nozzle used in a fuel injection valve that injects and supplies fuel to an internal combustion engine (engine).

〔従来の技術〕
エンジンに燃料を噴射供給する燃料噴射弁に用いられる燃料噴射ノズルは、噴孔が形成されたノズルボディ、および噴孔を開閉するノズル等を備える。そして、電磁アクチュエータ等によりノズルがリフトされて、噴孔から燃料が噴射供給される。この燃料噴射ノズルでは、噴射燃料の微粒化および拡散性向上を促進するため、種々の改良が行われている。 [Conventional technology]
A fuel injection nozzle used for a fuel injection valve that injects and supplies fuel to an engine includes a nozzle body in which an injection hole is formed, a nozzle that opens and closes the injection hole, and the like. Then, the nozzle is lifted by an electromagnetic actuator or the like, and fuel is injected and supplied from the injection hole. In this fuel injection nozzle, various improvements have been made in order to promote atomization and diffusibility improvement of the injected fuel.

例えば、燃料噴射ノズルの軸方向に複数の噴孔を同列に、かつ平行に設けることにより、各噴孔からの噴射流を干渉させて噴孔の軸方向への貫徹力を保持しつつ、噴射燃料を微粒化させるものがある（例えば、特許文献１や特許文献２参照）。さらに、各噴孔から噴射される噴射流を互いに衝突させて噴射流をより広角的に拡散させるものもある（例えば、特許文献３や特許文献４参照）。 For example, by providing a plurality of nozzle holes in the same row and in parallel in the axial direction of the fuel injection nozzle, the injection flow from each nozzle hole interferes to maintain the penetrating force in the axial direction of the nozzle hole. There are some which atomize fuel (for example, refer to Patent Document 1 and Patent Document 2). In addition, there is a type in which the jet flows injected from the respective nozzle holes collide with each other to diffuse the jet flow in a wider angle (see, for example, Patent Document 3 and Patent Document 4).

〔従来技術の不具合〕
近年、燃料消費量の低減、排気ガスの浄化、エンジンの安定運転性の向上等の観点から、燃料噴射ノズルには、更なる、噴射燃料の拡散性向上が要求されている。
特開平１１−３５１１０５号公報特開２０００−３２０４２９号公報特開平８−１０５３２６号公報特開平１１−１７３２４５号公報 [Problems with conventional technology]
In recent years, fuel injection nozzles are required to further improve the diffusibility of injected fuel from the viewpoints of reducing fuel consumption, purifying exhaust gas, and improving the stable operability of the engine.
JP 11-351105 A JP 2000-320429 A JP-A-8-105326 Japanese Patent Laid-Open No. 11-173245

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、エンジンに燃料を噴射供給する燃料噴射弁の燃料噴射ノズルにおいて、更なる、噴射燃料の拡散性向上を達成することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is to achieve further improvement in diffusibility of injected fuel in a fuel injection nozzle of a fuel injection valve that injects and supplies fuel to an engine. .

〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の燃料噴射ノズルは複数の噴孔が設けられたノズルボディを備え、これらの噴孔の内、少なくとも２つの噴孔の軸心は、互いに平行ではなく、かつ互いに交わらないねじれの位置にあり、軸方向に垂直な第１面に投影されると互いに平行となる。また、一方の軸心を含むとともに他方の軸心に平行な第２面に他方の軸心が投影されると、外周側に向かって２つの軸心間の距離が狭くなる。
これにより、２つの噴孔からの噴射流は、互いに衝突することなく干渉しあう。また、これらの噴孔からの噴射流は旋回しながら拡散する。このため、噴射流が平行で干渉する場合や、噴射流が衝突して一方向に広角的に拡散する場合よりも、広範囲に噴射燃料を拡散することができる。 [Means of Claim 1]
The fuel injection nozzle according to claim 1 is provided with a nozzle body provided with a plurality of injection holes, and of these injection holes , the axes of at least two injection holes are not parallel to each other and do not intersect with each other. And are parallel to each other when projected onto the first surface perpendicular to the axial direction. In addition, when the other axis is projected onto a second surface including one axis and parallel to the other axis, the distance between the two axes decreases toward the outer peripheral side.
Thereby, the jet flows from the two nozzle holes interfere with each other without colliding with each other. In addition, the injection flow from these injection holes to diffuse while turning. Therefore, and if jetting flow interferes parallel, than if the jets collide to the wide-angle diffusing in one direction, it is possible to diffuse widely injected fuel.

〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の燃料噴射ノズルは複数の噴孔が設けられたノズルボディを備え、これらの複数の噴孔は、少なくとも２つの噴孔から形成され２つの噴孔の軸心が互いに平行な群噴孔と、群噴孔の２つの軸心と互いに平行ではなく、かつ互いに交わらないねじれの位置に軸心がある少なくとも１つの噴孔とを含む。そして、群噴孔の２つの軸心と１つの噴孔の軸心とは、軸方向に垂直な第１面に投影されると互いに平行となる。また、群噴孔の２つの軸心および１つの噴孔の軸心の内のいずれかの１つの軸心を含むとともに他の２つの軸心に平行な第２面に他の２つの軸心が投影されると、外周側に向かって群噴孔の２つの軸心と１つの噴孔の軸心との距離が狭くなる。
これにより、群噴孔からの噴射流と１つの噴孔からの噴射流とは、互いに衝突することなく干渉しあう。また、群噴孔からの噴射流と１つの噴孔からの噴射流とは、旋回しながら拡散する。このため、群噴孔からの噴射流と１つの噴孔からの噴射流とが平行で干渉する場合や、群噴孔からの噴射流と１つの噴孔からの噴射流とが衝突して一方向に広角的に拡散する場合よりも、広範囲に噴射燃料を拡散することができる。 [Means of claim 2]
The fuel injection nozzle according to claim 2 includes a nozzle body provided with a plurality of injection holes, and the plurality of injection holes are formed of at least two injection holes, and the axes of the two injection holes are parallel to each other. and the group injection hole, not parallel to each other and two axis of the group injection hole, and at least one injection hole and a including where there is the axis in the skewed disjoint. Then, the two axial centers of the group injection holes and the axial center of the single injection hole are parallel to each other when projected onto the first surface perpendicular to the axial direction. In addition, the other two axial centers on the second surface including one of the two axial centers of the group injection holes and the axial center of the one injection hole and parallel to the other two axial centers. Is projected, the distance between the two axial centers of the group nozzle holes and the axial center of one nozzle hole becomes narrower toward the outer peripheral side.
As a result, the jet flow from the group nozzle holes and the jet flow from one nozzle hole interfere with each other without colliding with each other. Further, the jet flow from the group nozzle holes and the jet flow from one nozzle hole diffuse while rotating. For this reason, the jet flow from the group nozzle holes and the jet stream from one nozzle hole collide in parallel, or the jet stream from the group nozzle holes collide with the jet stream from one nozzle hole. The injected fuel can be diffused over a wider range than when diffusing in a wide-angle direction.

〔請求項３の手段〕
請求項３に記載の燃料噴射ノズルでは、噴孔または群噴孔の内、後に開放される噴孔または群噴孔からの噴射流量が、先に開放される噴孔または群噴孔からの噴射流量よりも大きい。
直噴型エンジンでは、先に噴射される燃料の燃焼により酸素が消費された後、残った酸素は、後から噴射される燃料の燃焼により消費される。このため、後から供給される噴射流の貫徹力が先に供給される噴射流の貫徹力よりも大きい方が好ましい。そこで、上記のように噴射流量を設定すれば、後から供給される噴射流の貫徹力を、先に供給される噴射流の貫徹力よりも大きくすることができる。これにより、エンジンの効率を向上させることができる。 [Means of claim 3]
The fuel injection nozzle according to claim 3, of the injection hole or group injection hole, the injection flow rate from the injection hole or group injection hole is opened later, the injection from the injection hole or group injection hole is opened earlier Greater than flow rate.
In the direct injection type engine, after oxygen is consumed by combustion of fuel injected earlier, the remaining oxygen is consumed by combustion of fuel injected later. For this reason, it is preferable that the penetration force of the jet flow supplied later is larger than the penetration force of the jet flow supplied first. Therefore, if the injection flow rate is set as described above, the penetration force of the jet flow supplied later can be made larger than the penetration force of the injection flow supplied earlier. Thereby, the efficiency of the engine can be improved.

最良の形態１の燃料噴射ノズルは、複数の噴孔が設けられたノズルボディ、およびこれらの噴孔を開閉するニードルを備え、ニードルをリフトすることにより噴孔から燃料を噴射供給するものである。また、複数の噴孔の内、少なくとも２つの噴孔の軸心は、互いに平行ではなく、かつ互いに交わらないねじれの位置にあり、軸方向に垂直な第１面に投影されると互いに平行となる。また、一方の軸心を含むとともに他方の軸心に平行な第２面に他方の軸心が投影されると、外周側に向かって２つの軸心間の距離が狭くなる。
また、後に開放される噴孔からの噴射流量が、先に開放される噴孔からの噴射流量よりも大きい。 The fuel injection nozzle Best Mode 1, the nozzle body having a plurality of injection holes are provided, and comprising a needle for opening and closing these injection holes, is intended for injecting and supplying the fuel from the injection hole by lifting the needle . Further, among the plurality of nozzle holes , the axial centers of at least two nozzle holes are not parallel to each other and are at twisted positions that do not cross each other, and are parallel to each other when projected onto the first surface perpendicular to the axial direction. Become. Further, when the other axis is projected onto the second surface including one axis and parallel to the other axis, the distance between the two axes decreases toward the outer peripheral side.
Moreover , the injection flow rate from the nozzle hole opened later is larger than the injection flow rate from the nozzle hole opened first.

最良の形態２の燃料噴射ノズルの複数の噴孔は、少なくとも２つの噴孔から形成され２つの噴孔の軸心が互いに平行な群噴孔と、群噴孔の２つの軸心と互いに平行ではなく、かつ互いに交わらないねじれの位置に軸心がある少なくとも１つの噴孔とを含む。そして、群噴孔の２つの軸心と１つの噴孔の軸心とは、軸方向に垂直な第１面に投影されると互いに平行となる。また、群噴孔の２つの軸心および１つの噴孔の軸心の内のいずれかの１つの軸心を含むとともに他の２つの軸心に平行な第２面に他の２つの軸心が投影されると、外周側に向かって群噴孔の２つの軸心と１つの噴孔の軸心との距離が狭くなる。
また、後に開放される噴孔または群噴孔からの噴射流量が、先に開放される噴孔または群噴孔からの噴射流量よりも大きい。 The plurality of injection holes of the fuel injection nozzle of the best mode 2 are formed of at least two injection holes, and the two injection holes are parallel to each other, and the two injection holes are parallel to each other. And at least one nozzle hole having an axial center at a position of a twist that does not cross each other . Then, the two axial centers of the group injection holes and the axial center of the single injection hole are parallel to each other when projected onto the first surface perpendicular to the axial direction. In addition, the other two axial centers on the second surface including one of the two axial centers of the group injection holes and the axial center of the one injection hole and parallel to the other two axial centers. Is projected, the distance between the two axial centers of the group nozzle holes and the axial center of one nozzle hole becomes narrower toward the outer peripheral side.
Moreover , the injection flow rate from the nozzle hole or group nozzle hole that is opened later is larger than the injection flow rate from the nozzle hole or group nozzle hole that is opened first.

〔実施例１の構成〕
実施例１の燃料噴射ノズル１の構成を図１および図２を用いて説明する。この燃料噴射ノズル１は、例えば、４気筒のディーゼルエンジン（図示せず：以下、単にエンジンと呼ぶ）の各気筒に搭載され気筒内に燃料を噴射供給する燃料噴射弁に用いられる。 [Configuration of Example 1]
The structure of the fuel injection nozzle 1 of Example 1 is demonstrated using FIG. 1 and FIG. The fuel injection nozzle 1 is used, for example, as a fuel injection valve that is mounted on each cylinder of a four-cylinder diesel engine (not shown: simply referred to as an engine hereinafter) and injects fuel into the cylinder.

燃料噴射ノズル１は、図１に示すように、複数の噴孔２、３が設けられたノズルボディ４、および噴孔２、３を開閉するニードル５を備える。また、燃料噴射弁は、この燃料噴射ノズル１と、ニードル５をリフトする電磁アクチュエータ（図示せず）とを備える。そして、電磁アクチュエータがニードル５をリフトすることにより、噴孔２、３が開放され噴孔２、３から燃料が噴射供給される。 As shown in FIG. 1, the fuel injection nozzle 1 includes a nozzle body 4 provided with a plurality of injection holes 2 and 3, and a needle 5 that opens and closes the injection holes 2 and 3. The fuel injection valve includes the fuel injection nozzle 1 and an electromagnetic actuator (not shown) that lifts the needle 5. When the electromagnetic actuator lifts the needle 5, the nozzle holes 2 and 3 are opened, and fuel is injected and supplied from the nozzle holes 2 and 3.

ノズルボディ４には、図１に示すように、燃料通路８をなす燃料通路面９、ニードル５のシート部１０が着座する円錐面１１、トップニードル１２が摺動する摺動面１３が、燃料の流れ方向に沿い順次に形成されている。 As shown in FIG. 1, the nozzle body 4 includes a fuel passage surface 9 forming a fuel passage 8, a conical surface 11 on which the seat portion 10 of the needle 5 is seated, and a sliding surface 13 on which the top needle 12 slides. It is formed sequentially along the flow direction.

燃料通路面９は、ニードル５の外周面とともに燃料通路８をなす。この燃料通路８は、例えば、高圧燃料を蓄圧するコモンレール等に連通し、電磁アクチュエータが作動してニードル５がリフトすると高圧燃料を噴孔２、３へ導く。 The fuel passage surface 9 forms a fuel passage 8 together with the outer peripheral surface of the needle 5. The fuel passage 8 communicates with, for example, a common rail for accumulating high-pressure fuel, and guides the high-pressure fuel to the nozzle holes 2 and 3 when the electromagnetic actuator is operated and the needle 5 is lifted.

円錐面１１は、ニードル５のシート部１０が着座する座１４をなすように設けられている。また、円錐面１１には、座１４よりも下流側に噴孔２が開口し気筒内へ通じている（以下、噴孔２を第１噴孔２とする）。このように第１噴孔２は、ニードル５がリフトしてシート部１０が座１４から離れると開放され、コモンレール等の高圧燃料を気筒内へ導く。 The conical surface 11 is provided so as to form a seat 14 on which the seat portion 10 of the needle 5 is seated. Further, the conical surface 11 has an injection hole 2 on the downstream side of the seat 14 and communicates with the cylinder (hereinafter, the injection hole 2 is referred to as the first injection hole 2). Thus, the first injection hole 2 is opened when the needle 5 is lifted and the seat portion 10 is separated from the seat 14, and guides high-pressure fuel such as a common rail into the cylinder.

摺動面１３には、噴孔３が開口し気筒内へ通じている（以下、噴孔３を第２噴孔３とする）。第２噴孔３は、第１噴孔２よりも下流側に設けられている。そして、第２噴孔３は、ニードル５のリフトとともにトップニードル１２が図示上方へ所定距離だけ摺動すると、第１噴孔２に遅れて開放され、サック室１５の高圧燃料を気筒内へ導く。なお、サック室１５には、トップニードル１２に設けられた燃料通路１６により、コモンレール等から高圧燃料が導かれる。 An injection hole 3 is opened in the sliding surface 13 and communicates with the cylinder (hereinafter, the injection hole 3 is referred to as a second injection hole 3). The second nozzle hole 3 is provided on the downstream side of the first nozzle hole 2. When the top needle 12 slides a predetermined distance upward in the drawing together with the lift of the needle 5, the second injection hole 3 is opened after the first injection hole 2 and guides the high-pressure fuel in the sac chamber 15 into the cylinder. . Note that high-pressure fuel is introduced into the sac chamber 15 from a common rail or the like through a fuel passage 16 provided in the top needle 12.

ここで、第１噴孔２の軸心と第２噴孔３の軸心とは、図２に示すように、互いに平行ではなく、かつ互いに交わらないねじれの位置にある。すなわち、第１噴孔２の軸心と第２噴孔３の軸心とは、図２（ｂ）に示すように、軸方向に垂直な第１面に投影されると互いに平行となる。また、図２（ｃ）に示すように、第１噴孔２の軸心を含むとともに第２噴孔３の軸心に平行な第２面に第２噴孔３の軸心が投影されると、外周側に向かって第１噴孔２の軸心と第２噴孔３の軸心との距離が狭くなる。
また、第２噴孔３からの噴射流量が第１噴孔２からの噴射流量よりも大きくなるように、噴孔径等が設定されている。
また、第１、第２噴孔２、３は、第１噴孔２が開放されてから第２噴孔３が開放されるまでのニードル５のリフト量が０．０５ｍｍ以上となるように設けられている。すなわち、トップニードル１２が摺動面１３を摺動する所定距離は、０．０５ｍｍ以上に設定されている。 Here, the first and the injection hole 2 axis is the axis of the second nozzle hole 3, as shown in FIG. 2, in not parallel to each other physician, and disjoint twisted position. That is, as shown in FIG. 2B, the axis of the first nozzle hole 2 and the axis of the second nozzle hole 3 are parallel to each other when projected onto the first surface perpendicular to the axial direction. Further, as shown in FIG. 2C, the axis of the second nozzle hole 3 is projected onto the second surface including the axis of the first nozzle hole 2 and parallel to the axis of the second nozzle hole 3. The distance between the axis of the first nozzle hole 2 and the axis of the second nozzle hole 3 becomes narrower toward the outer peripheral side.
Further, the nozzle hole diameter and the like are set so that the injection flow rate from the second injection hole 3 is larger than the injection flow rate from the first injection hole 2.
The first and second nozzle holes 2 and 3 are provided so that the lift amount of the needle 5 from when the first nozzle hole 2 is opened to when the second nozzle hole 3 is opened is 0.05 mm or more. It has been. That is, the predetermined distance that the top needle 12 slides on the sliding surface 13 is set to 0.05 mm or more.

また、第１、第２噴孔２、３の軸心方向は、燃料噴射のタイミングに応じて変更するのが好ましい。例えば、ピストン（図示せず）が上死点近傍にあるときに燃料を噴射する場合には、第１噴孔２の軸心をほぼ水平方向に一致させ、第２噴孔３の軸心を第１噴孔２の軸心に向かわせるようにするのが好ましい。また、ピストンが上死点に対し進角または遅角しているときに燃料を噴射する場合には、第１噴孔２の軸心を水平方向より下方に向けさせ、第２噴孔３の軸心をほぼ水平方向に一致させ第１噴孔２の軸心に向かわせるようにするのが好ましい。なお、第１、第２噴孔２、３の軸心方向の設定は、第１、第２噴孔２、３を予め上記のような条件を満たすように設けたり、燃料噴射弁の組み付け角度を変更したりすることにより行うことができる。 Moreover, it is preferable to change the axial center direction of the 1st, 2nd nozzle holes 2 and 3 according to the timing of fuel injection. For example, when fuel is injected when a piston (not shown) is in the vicinity of the top dead center, the axis of the first nozzle hole 2 is substantially aligned with the axis of the second nozzle hole 3 and the axis of the second nozzle hole 3 is aligned. It is preferable to face the axial center of the first nozzle hole 2. When fuel is injected when the piston is advanced or retarded with respect to the top dead center, the axis of the first injection hole 2 is directed downward from the horizontal direction, and the second injection hole 3 It is preferable to make the axial center substantially coincide with the horizontal direction so as to face the axial center of the first nozzle hole 2. The first and second nozzle holes 2 and 3 are set in the axial direction so that the first and second nozzle holes 2 and 3 are provided in advance so as to satisfy the above-mentioned conditions, or the assembly angle of the fuel injection valve is set. It can be done by changing.

ニードル５には、図１に示すように、第１噴孔２を開閉する縮径部２０、第２噴孔３を開閉するトップニードル１２が先端に向かい順次に設けられている。 As shown in FIG. 1, the needle 5 is provided with a reduced diameter portion 20 that opens and closes the first nozzle hole 2 and a top needle 12 that opens and closes the second nozzle hole 3 sequentially toward the tip.

縮径部２０は、ニードル本体２１と、ニードル本体２１よりも径小のトップニードル１２との間に、先端に向かい縮径するように設けられている。縮径部２０には、先端側の第１テーパ面２２、および第１テーパ面２２よりも勾配が大きく、かつ径大の第２テーパ面２３が形成されている。そして、第１テーパ面２２と第２テーパ面２３との接合部が、座１４に着座するシート部１０をなす。 The reduced diameter portion 20 is provided between the needle body 21 and the top needle 12 having a smaller diameter than the needle body 21 so as to reduce the diameter toward the tip. The reduced diameter portion 20 is formed with a first tapered surface 22 on the distal end side and a second tapered surface 23 having a larger gradient and a larger diameter than the first tapered surface 22. The joint portion between the first tapered surface 22 and the second tapered surface 23 forms the seat portion 10 seated on the seat 14.

トップニードル１２は、ノズルボディ４の摺動面１３と摺接する摺動面２４が形成されている。トップニードル１２は、ニードル５全体がリフトされ図示上方へ所定距離だけ移動すると、第２噴孔３を開放する。これにより、サック室１５の高圧燃料が第２噴孔３から気筒内に導かれる。また、トップニードル１２には、燃料噴射ノズル１の軸方向およびこの軸方向に垂直な方向に燃料通路１６が設けられている。この燃料通路１６により、シート部１０と座１４との隙間を通過した高圧燃料がサック室１５へ導かれる。 The top needle 12 has a sliding surface 24 that is in sliding contact with the sliding surface 13 of the nozzle body 4. The top needle 12 opens the second injection hole 3 when the entire needle 5 is lifted and moved upward by a predetermined distance in the drawing. As a result, the high-pressure fuel in the sac chamber 15 is guided from the second injection hole 3 into the cylinder. The top needle 12 is provided with a fuel passage 16 in the axial direction of the fuel injection nozzle 1 and in a direction perpendicular to the axial direction. The high-pressure fuel that has passed through the gap between the seat portion 10 and the seat 14 is guided to the sac chamber 15 by the fuel passage 16.

〔実施例１の作用〕
実施例１の燃料噴射ノズル１の作用を、図３を用いて説明する。
まず、ニードル５がリフトする前は、図３（ａ）に示すようにシート部１０が座１４に着座しており、第１、第２噴孔２、３ともに閉鎖されている。このため、燃料の噴射は全く行われていない。電磁アクチュエータが作動しニードル５のリフトが開始されると、まず、図３（ｂ）に示すようにシート部１０が座１４から離座し、第１噴孔２が開放される。これにより、第１噴孔２から、先に燃料が気筒内に噴射供給される。さらに、ニードル５がリフトすると、図３（ｃ）に示すようにトップニードル１２が図示上方へ移動し、第２噴孔３が開放される。これにより、第１噴孔２の後に第２噴孔３から、燃料が気筒内に噴射供給される。 [Operation of Example 1]
The operation of the fuel injection nozzle 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
First, before the needle 5 is lifted, the seat portion 10 is seated on the seat 14 as shown in FIG. 3A, and both the first and second injection holes 2 and 3 are closed. For this reason, fuel injection is not performed at all. When the electromagnetic actuator is actuated and the lift of the needle 5 is started, first, as shown in FIG. 3B, the seat portion 10 is separated from the seat 14 and the first injection hole 2 is opened. As a result, the fuel is first injected into the cylinder from the first injection hole 2. Further, when the needle 5 is lifted, the top needle 12 is moved upward as shown in FIG. 3C, and the second nozzle hole 3 is opened. As a result, fuel is injected into the cylinder from the second nozzle hole 3 after the first nozzle hole 2.

〔実施例１の効果〕
実施例１の燃料噴射ノズル１では、第１、第２噴孔２、３の軸心が、互いに平行ではなく、かつ互いに交わらないねじれの位置にある。すなわち、第１噴孔２の軸心と第２噴孔３の軸心とは、軸方向に垂直な第１面に投影されると互いに平行となる（図２（ｂ）参照）。また、第１噴孔２の軸心を含むとともに第２噴孔３の軸心に平行な第２面に第２噴孔３の軸心が投影されると、外周側に向かって第１噴孔２の軸心と第２噴孔３の軸心との距離が狭くなる（図２（ｃ）参照）。
これにより、第１、第２噴孔２、３からの噴射流は、互いに衝突することなく干渉しあう。また、第１、第２噴孔２、３がねじれの位置にあり、第２面において第１、第２噴孔２、３の軸心間距離が外周側に向かって狭くなっているので、第１、第２噴孔２、３からの噴射流は旋回しながら拡散する。このため、第１、第２噴孔２、３の軸心を平行に設定し噴射流を平行で干渉させる場合や、第１、第２噴孔２、３の軸心を交わるように設定し噴射流を衝突させて一方向に広角的に拡散する場合よりも、広範囲に噴射燃料を拡散することができる。 [Effect of Example 1]
In the fuel injection nozzle 1 of the first embodiment, the axial centers of the first and second injection holes 2 and 3 are not parallel to each other and are in a twisted position where they do not intersect with each other. That is, the axis of the first nozzle hole 2 and the axis of the second nozzle hole 3 are parallel to each other when projected onto the first surface perpendicular to the axial direction (see FIG. 2B). Further, when the axis of the second nozzle hole 3 is projected onto the second surface including the axis of the first nozzle hole 2 and parallel to the axis of the second nozzle hole 3, the first jet is directed toward the outer peripheral side. The distance between the axis of the hole 2 and the axis of the second injection hole 3 is reduced (see FIG. 2C).
Thereby, the jet flows from the first and second nozzle holes 2 and 3 interfere with each other without colliding with each other. The first and second injection holes 2, 3 Ri near skewed, first the second surface, the axial distance between the second injection holes 2, 3 is narrower toward the outer peripheral side The jet flow from the first and second nozzle holes 2 and 3 diffuses while swirling. For this reason, the axial centers of the first and second nozzle holes 2 and 3 are set to be parallel, and the jet flow is set to be parallel and interfere with each other. The injected fuel can be diffused over a wider range than when the jet flow collides and diffuses in a wide angle in one direction.

また、燃料噴射ノズル１では、後に開放される第２噴孔３からの噴射流量が、先に開放される第１噴孔２からの噴射流量よりも大きい。
ディーゼルエンジンのような直噴型エンジンでは、先に噴射される燃料の燃焼により酸素が消費された後、残った酸素は、後から噴射される燃料の燃焼により消費される。このため、後から供給される噴射流の貫徹力が先に供給される噴射流の貫徹力よりも大きい方が好ましい。そこで、第２噴孔３からの噴射流量が第１噴孔２からの噴射流量よりも大きくなるように噴孔径等を設定し、後から供給される噴射流の貫徹力を先に供給される噴射流の貫徹力よりも大きくする。これにより、気筒内の酸素利用率を高めエンジンの効率を向上させることができる。 Further, in the fuel injection nozzle 1, the injection flow rate from the second injection hole 3 that is opened later is larger than the injection flow rate from the first injection hole 2 that is opened first.
In a direct injection type engine such as a diesel engine, oxygen is consumed by combustion of fuel injected earlier, and then remaining oxygen is consumed by combustion of fuel injected later. For this reason, it is preferable that the penetration force of the jet flow supplied later is larger than the penetration force of the jet flow supplied first. Therefore, the nozzle hole diameter and the like are set so that the injection flow rate from the second injection hole 3 is larger than the injection flow rate from the first injection hole 2, and the penetration force of the injection flow supplied later is supplied first. Make it larger than the penetration force of the jet flow. Thereby, the oxygen utilization rate in a cylinder can be raised and the efficiency of an engine can be improved.

また、燃料噴射ノズル１の第１、第２噴孔２、３は、第１噴孔２が開放されてから第２噴孔３が開放されるまでのニードル５のリフト量が０．０５ｍｍ以上となるように設けられている。
これにより、第１噴孔２の開放から第２噴孔３の開放まで充分な時間差を得ることができる。この結果、第１噴孔２からの噴射後の残留酸素を、第２噴孔３からの噴射燃料により効率的に消費することができる。 Further, the first and second nozzle holes 2 and 3 of the fuel injection nozzle 1 have a lift amount of the needle 5 of 0.05 mm or more from when the first nozzle hole 2 is opened until the second nozzle hole 3 is opened. It is provided to become.
Thereby, a sufficient time difference from the opening of the first nozzle hole 2 to the opening of the second nozzle hole 3 can be obtained. As a result, the residual oxygen after injection from the first nozzle hole 2 can be efficiently consumed by the fuel injected from the second nozzle hole 3 .

実施例２の燃料噴射ノズル１では、図４に示すように、円錐面１１に２つの第１噴孔２が開口している。また、摺動面１３には第２噴孔３が開口している。そして、２つの第１噴孔２は、互いの軸心が平行となるように設けられた群噴孔をなす（以下、２つの第１噴孔２からなる群噴孔を第１群噴孔２７と呼ぶ）。また、第１群噴孔２７をなす２つの第１噴孔２は、燃料噴射ノズル１の軸方向に同じ位置を占めるように、かつ互いの軸心が平行となるように設けられている。
また、第２噴孔３の軸心は、燃料噴射ノズル１の周方向において、２つの第１噴孔２の軸心の間に配置されるとともに、第１噴孔２の軸心とねじれの位置を占める。つまり、図４（ｂ）に示すように、第１群噴孔２７の２つの軸心と第２噴孔３の軸心とは、軸方向に垂直な第１面に投影されると互いに平行となる。また、図４（ｃ）に示すように、第１群噴孔２７の２つの軸心の内の一方の軸心を含むとともに第１群噴孔２７の他方の軸心および第２噴孔３の軸心に平行な第２面に、第１群噴孔２７の他方の軸心および第２噴孔３の軸心が投影されると、外周側に向かって第１群噴孔２７の２つの軸心と第２噴孔３の軸心との距離が狭くなる。
また、第２噴孔３からの噴射流量が第１群噴孔２７からの噴射流量よりも大きくなるように、噴孔径等が設定されている。 In the fuel injection nozzle 1 of the second embodiment, as shown in FIG. 4, two first injection holes 2 are opened in the conical surface 11. Further, the second injection hole 3 is opened in the sliding surface 13. The two first nozzle holes 2 form group nozzle holes provided such that their axial centers are parallel to each other (hereinafter, the group nozzle holes including the two first nozzle holes 2 are referred to as the first group nozzle holes). 27). Further, the two first nozzle holes 2 forming the first group nozzle hole 27 are provided so as to occupy the same position in the axial direction of the fuel injection nozzle 1 and their axis centers are parallel to each other.
Further, the axis of the second injection hole 3 is disposed between the axes of the two first injection holes 2 in the circumferential direction of the fuel injection nozzle 1 and is twisted with the axis of the first injection hole 2. Occupy position. That is, as shown in FIG. 4B, the two axial centers of the first group injection holes 27 and the axial center of the second injection holes 3 are parallel to each other when projected onto the first surface perpendicular to the axial direction. It becomes. In addition, as shown in FIG. 4C, one of the two axial centers of the first group nozzle hole 27 is included and the other axis of the first group nozzle hole 27 and the second nozzle hole 3 are included. When the other axis of the first group nozzle hole 27 and the axis of the second nozzle hole 3 are projected onto the second surface parallel to the axis of the first group nozzle hole 27 of the first group nozzle hole 27 toward the outer peripheral side. The distance between the two axes and the axis of the second nozzle hole 3 is reduced.
Further, the nozzle hole diameter and the like are set so that the injection flow rate from the second injection hole 3 is larger than the injection flow rate from the first group injection hole 27.

これにより、第１群噴孔２７からの噴射流は、互いに干渉することにより第１噴孔２の軸心方向に貫徹力を保持するとともに、第１噴孔２からの噴射粒子は微粒化される。このように微粒化され、かつ貫徹力を保持する噴射流に、さらに第１群噴孔２７とねじれの位置関係にある第２噴孔３からの噴射流を干渉させることにより、旋回流を生じさせ、さらに広範囲に噴射燃料を拡散することができる。 Thereby, the jet flow from the first group nozzle hole 27 maintains a penetrating force in the axial direction of the first nozzle hole 2 by interfering with each other, and the spray particles from the first nozzle hole 2 are atomized. The A swirling flow is generated by causing the jet flow from the second nozzle hole 3 which is in a torsional position relative to the first group nozzle hole 27 to interfere with the atomized jet flow which maintains the penetration force. The injected fuel can be diffused in a wider range.

実施例３の燃料噴射ノズル１では、図５に示すように、第１群噴孔２７をなす２つの第１噴孔２は、燃料噴射ノズル１の軸方向に異なる位置を占めるように、かつ互いの軸心が平行となるように設けられている。
また、第２噴孔３の軸心は、燃料噴射ノズル１の周方向において、２つの第１噴孔２の軸心の間に配置されるとともに、２つの第１噴孔２の軸心とねじれの位置を占める。つまり、図５（ｂ）に示すように、第１群噴孔２７の２つの軸心と第２噴孔３の軸心とは、軸方向に垂直な第１面に投影されると互いに平行となる。また、図５（ｃ）に示すように、第２噴孔３の軸心を含むとともに第１群噴孔２７の２つの軸心に平行な第２面に第１群噴孔２７の２つの軸心が投影されると、外周側に向かって第１群噴孔２７の２つの軸心と第２噴孔３の軸心との距離が狭くなる。
これにより、実施例３の燃料噴射ノズル１は、実施例２の燃料噴射ノズル１と同様の効果を奏することができる。 In the fuel injection nozzle 1 of the third embodiment, as shown in FIG. 5 , the two first injection holes 2 forming the first group injection holes 27 occupy different positions in the axial direction of the fuel injection nozzle 1, and They are provided such that their axes are parallel to each other.
Further, the axis of the second injection hole 3 is disposed between the axis of the two first injection holes 2 in the circumferential direction of the fuel injection nozzle 1 and the axis of the two first injection holes 2. Occupies twist position. That is, as shown in FIG. 5 (b), the two axial centers of the first group injection holes 27 and the axial center of the second injection holes 3 are parallel to each other when projected onto the first surface perpendicular to the axial direction. It becomes. Further, as shown in FIG. 5C, two of the first group nozzle holes 27 are formed on the second surface including the axis of the second nozzle hole 3 and parallel to the two axes of the first group nozzle hole 27. When the axial center is projected, the distance between the two axial centers of the first group nozzle hole 27 and the axial center of the second nozzle hole 3 becomes narrower toward the outer peripheral side.
Thereby, the fuel injection nozzle 1 of Example 3 can have the same effect as the fuel injection nozzle 1 of Example 2 .

〔実施例４の構成〕
実施例４のニードルは、図６に示すように、第１噴孔２のみを開閉するアウタニードル２９と、第２噴孔３のみを開閉するインナニードル３０とを有する。アウタニードル２９は円筒状に形成され、その外周面はノズルボディ４の燃料通路面９とともに燃料通路８をなす。また、内周面はインナニードル３０の外周面と摺接する摺動面である。また、アウタニードル２９の先端部は、縮径部２０でありシート部１０を有する。インナニードル３０は円柱状に形成され、その外周面はアウタニードル２９の内周面と摺接する摺動面である。また、インナニードル３０の先端部は、トップニードル１２であり摺動面２４を有する。
なお、電磁アクチュエータは、先にアウタニードル２９をリフトし、その後、インナニードル３０をリフトする。 [Configuration of Example 4 ]
As shown in FIG. 6 , the needle of the fourth embodiment includes an outer needle 29 that opens and closes only the first nozzle hole 2 and an inner needle 30 that opens and closes only the second nozzle hole 3. The outer needle 29 is formed in a cylindrical shape, and its outer peripheral surface forms a fuel passage 8 together with the fuel passage surface 9 of the nozzle body 4. Further, the inner peripheral surface is a sliding surface that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the inner needle 30. Further, the distal end portion of the outer needle 29 is the reduced diameter portion 20 and has the seat portion 10. The inner needle 30 is formed in a cylindrical shape, and its outer peripheral surface is a sliding surface that is in sliding contact with the inner peripheral surface of the outer needle 29. The tip of the inner needle 30 is the top needle 12 and has a sliding surface 24.
The electromagnetic actuator lifts the outer needle 29 first, and then lifts the inner needle 30.

〔実施例４の作用〕
まず、アウタ、インナニードル２９、３０がともにリフトする前は、図６（ａ）に示すようにシート部１０が座１４に着座しており、第１噴孔２は閉鎖されている。また、第２噴孔３もトップニードル１２により閉鎖されている。このため、燃料の噴射は全く行われていない。電磁アクチュエータが作動しアウタニードル２９のリフトを開始すると、まず、図６（ｂ）に示すようにシート部１０が座１４から離座し、第１噴孔２が開放される。これにより、第１噴孔２から、先に燃料が気筒内に噴射供給される。その後、インナニードル３０のリフトが始まり、図６（ｃ）に示すようにトップニードル１２が図示上方へ移動し、第２噴孔３が開放される。これにより、第１噴孔２の後に第２噴孔３から、燃料が気筒内に噴射供給される。
なお、第１噴孔２が開放されてから第２噴孔３が開放されるまでの時間差が１００μｓｅｃ以上となるように、各種条件が設定されている。 [Operation of Example 4 ]
First, outer, before the inner needle 29, 30 is lifted together, the seat portion 10 as shown in FIG. 6 (a) is sitting on the seat 14, the first injection holes 2 are closed. The second nozzle hole 3 is also closed by the top needle 12. For this reason, fuel injection is not performed at all. When the electromagnetic actuator starts lifting of the outer needle 29 is actuated, first, the seat portion 10 as shown in FIG. 6 (b) unseated from the seat 14, the first injection holes 2 is opened. As a result, the fuel is first injected into the cylinder from the first injection hole 2. Then, beginning lift of the inner needle 30, the top needle 12 as shown in FIG. 6 (c) is moved upward in the drawing, the second injection holes 3 are opened. As a result, fuel is injected into the cylinder from the second nozzle hole 3 after the first nozzle hole 2.
Various conditions are set so that the time difference from the opening of the first nozzle hole 2 to the opening of the second nozzle hole 3 is 100 μsec or more.

〔実施例４の効果〕
実施例４の燃料噴射ノズル１では、ニードル５が、アウタ、インナニードル２９、３０の２部材で構成され、各々が第１、第２噴孔２、３を開閉する。
これにより、第１、第２噴孔２、３を開閉する部材が別々に設けられている燃料噴射ノズル１も、実施例１ないし実施例３と同様の効果を奏することができる。 [Effect of Example 4 ]
In the fuel injection nozzle 1 according to the fourth embodiment, the needle 5 includes two members, an outer and inner needles 29 and 30, which open and close the first and second injection holes 2 and 3, respectively.
Thereby, the fuel injection nozzle 1 in which members for opening and closing the first and second injection holes 2 and 3 are separately provided can also achieve the same effects as those of the first to third embodiments.

また、燃料噴射ノズル１では、第１噴孔２が開放されてから第２噴孔３が開放されるまでの時間差が１００μｓｅｃ以上となるように、各種条件が設定されている。この結果、第１噴孔２からの噴射後の残留酸素を、第２噴孔３からの噴射燃料により効率的に消費することができる。 In the fuel injection nozzle 1, various conditions are set so that the time difference from when the first injection hole 2 is opened to when the second injection hole 3 is opened is 100 μsec or more. As a result, the residual oxygen after injection from the first nozzle hole 2 can be efficiently consumed by the fuel injected from the second nozzle hole 3.

〔変形例〕
本実施例の燃料噴射ノズル１の第２噴孔３の開閉は、トップニードル１２の摺動面２４がノズルボディ４の摺動面１３を摺動するスライド方式により行われていたが、第１噴孔２の開閉と同様に、ノズルボディ４側に座を設け、ニードル５側にシート部を設けて、座からシート部が着座または離座することにより、第２噴孔３を開閉するようにしてもよい。
また、本実施例では、第１噴孔２の後に開放される第２噴孔３は、１つしか設けられていなかったが、軸心が互いに平行な２つ以上の第２噴孔３から形成される第２群噴孔としてもよい。
また、本実施例の第１群噴孔２７は２つの第１噴孔２からなるものであったが、３つ以上の第１噴孔２からなるものであってもよい。 [Modification]
The second injection hole 3 of the fuel injection nozzle 1 of this embodiment is opened and closed by a sliding method in which the sliding surface 24 of the top needle 12 slides on the sliding surface 13 of the nozzle body 4. Similarly to the opening and closing of the nozzle hole 2, a seat is provided on the nozzle body 4 side, a seat part is provided on the needle 5 side, and the seat part is seated or separated from the seat so that the second nozzle hole 3 is opened and closed. It may be.
In the present embodiment, only one second nozzle hole 3 opened after the first nozzle hole 2 is provided, but two or more second nozzle holes 3 whose axes are parallel to each other are provided. It is good also as a 2nd group injection hole formed.
Further, the first group nozzle hole 27 of the present embodiment is composed of two first nozzle holes 2, but may be composed of three or more first nozzle holes 2.

（ａ）は、燃料噴射ノズルの要部断面図であり、（ｂ）は、噴孔の位置関係を示す正面図である（実施例１）。(A) is principal part sectional drawing of a fuel-injection nozzle, (b) is a front view which shows the positional relationship of an injection hole (Example 1). （ａ）は、噴孔の位置関係を示す燃料噴射ノズルの正面図であり、（ｂ）は、噴孔の位置関係を示すノズルボディ要部の平面図であり、（ｃ）は、噴孔の位置関係を示すノズルボディ要部の断面図である（実施例１）。(A) is a front view of the fuel injection nozzle showing the positional relationship of the nozzle holes, (b) is a plan view of the main part of the nozzle body showing the positional relationship of the nozzle holes, (c) is the nozzle hole (Example 1) which is sectional drawing of the nozzle body principal part which shows these positional relationships. （ａ）は、第１、第２噴孔が両方とも閉鎖されているときの燃料噴射ノズルの要部断面図であり、（ｂ）は、第１噴孔のみが開放されているときの燃料噴射ノズルの要部断面図であり、（ｃ）は、第１、第２噴孔が両方とも開放されているときの燃料噴射ノズルの要部断面図である（実施例１）。(A) is principal part sectional drawing of the fuel-injection nozzle when both the 1st and 2nd injection hole is closed, (b) is the fuel when only the 1st injection hole is open | released It is principal part sectional drawing of an injection nozzle, (c) is principal part sectional drawing of a fuel injection nozzle when both the 1st, 2nd injection holes are open | released (Example 1). （ａ）は、噴孔の位置関係を示す燃料噴射ノズルの正面図であり、（ｂ）は、噴孔の位置関係を示すノズルボディ要部の平面図であり、（ｃ）は、噴孔の位置関係を示すノズルボディ要部の断面図である（実施例２）。(A) is a front view of the fuel injection nozzle showing the positional relationship of the nozzle holes, (b) is a plan view of the main part of the nozzle body showing the positional relationship of the nozzle holes, (c) is the nozzle hole (Example 2) which is sectional drawing of the nozzle body principal part which shows these positional relationships. （ａ）は、噴孔の位置関係を示す燃料噴射ノズルの正面図であり、（ｂ）は、噴孔の位置関係を示すノズルボディ要部の平面図であり、（ｃ）は、噴孔の位置関係を示すノズルボディ要部の断面図である（実施例３）。(A) is a front view of the fuel injection nozzle showing the positional relationship of the nozzle holes, (b) is a plan view of the main part of the nozzle body showing the positional relationship of the nozzle holes, (c) is the nozzle hole (Example 3) which is sectional drawing of the nozzle body principal part which shows these positional relationships. （ａ）は、第１、第２噴孔が両方とも閉鎖されているときの燃料噴射ノズルの要部断面図であり、（ｂ）は、第１噴孔のみが開放されているときの燃料噴射ノズルの要部断面図であり、（ｃ）は、第１、第２噴孔が両方とも開放されているときの燃料噴射ノズルの要部断面図である（実施例４）。 (A) is principal part sectional drawing of the fuel-injection nozzle when both the 1st and 2nd injection hole is closed , (b) is the fuel when only the 1st injection hole is open | released is a fragmentary cross-sectional view of the injection nozzle, (c), the first, is a fragmentary cross-sectional view of the fuel injection nozzle when the second injection hole is opened both (example 4).

Explanation of symbols

１燃料噴射ノズル
２第１噴孔（噴孔）
３第２噴孔（噴孔）
４ノズルボディ
５ニードル
２７第１群噴孔（群噴孔） 1 Fuel Injection Nozzle 2 First Injection Hole (Injection Hole)
3 Second nozzle hole (hole)
4 Nozzle body 5 Needle 27 First group nozzle hole (group nozzle hole)

Claims

In a fuel injection nozzle that includes a nozzle body provided with a plurality of injection holes, and needles that open and close these injection holes, and injects fuel from the injection holes by lifting the needles.
Among the plurality of nozzle holes , the axial centers of at least two nozzle holes are not parallel to each other and are in a twisted position that does not cross each other, and are parallel to each other when projected onto the first surface perpendicular to the axial direction,
A fuel characterized in that when the other axial center is projected onto a second surface including one axial center and parallel to the other axial center, the distance between the two axial centers decreases toward the outer peripheral side. Injection nozzle.

In a fuel injection nozzle that includes a nozzle body provided with a plurality of injection holes, and needles that open and close these injection holes, and injects fuel from the injection holes by lifting the needles.
The plurality of nozzle holes are
A group nozzle hole formed of at least two nozzle holes and having axial axes of the two nozzle holes parallel to each other;
Not parallel to each other and two axis of the group injection hole, and saw including at least one injection hole is axial to the skewed disjoint,
The two axial centers of the group nozzle holes and the axial center of the one nozzle hole are parallel to each other when projected onto a first surface perpendicular to the axial direction,
The other two axes on a second surface including one of the two axial centers of the group nozzle holes and the axis of the one nozzle hole and parallel to the other two axial centers A fuel injection nozzle characterized in that when the center is projected, the distance between the two axial centers of the group injection holes and the axial center of the one injection hole becomes narrower toward the outer peripheral side .

The fuel injection nozzle according to claim 1 or 2 ,
Among prior Symbol injection hole or the group of injection holes, the injection flow rate from the injection hole or group injection hole is opened later, and being larger than the injection flow rate from the nozzle hole or group injection hole is opened earlier Fuel injection nozzle.